【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓制動(dòng)系統(tǒng)主要由供能裝置、控制裝置、驅(qū)動(dòng) 裝置、制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和制動(dòng)器組成。供能裝置和控制裝置由司機(jī)、制動(dòng)踏板以及一套杠桿機(jī)構(gòu)組成。 驅(qū)動(dòng)裝置的作用是將來(lái)自駕駛員或其它力源的力傳給前、后車輪制動(dòng)器，使之產(chǎn)生制動(dòng)力矩。一般轎車和中小型客車的液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)裝置為伺服制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。伺服制動(dòng)的制動(dòng)能源是人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力并用，在正常情況下，其 輸出工作壓力主要由動(dòng)力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生。在伺服系統(tǒng)失效時(shí)，還可以全靠人力驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)以產(chǎn)生一定程度的制動(dòng)力。在用汽油機(jī)或帶氣動(dòng)全速調(diào)速器的柴油機(jī)的汽車上液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的伺服力源，是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中節(jié)氣門(mén)后的真空度（負(fù)壓）。伺服用真空度一般可達(dá) — /mm2，故稱此伺服制動(dòng)為真空助力制動(dòng)。由真空伺服氣室、制動(dòng)主缸和控制閥組成的總成就是轎車和中小型客車的液壓制動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置，通常稱為真空助力器。如圖 所示。 圖 真空助力器帶總泵總成 1. 控制閥 伺服氣室 在真空助力器中，伺服氣室置于踏板與主缸之間，其控制閥直接由踏板通過(guò)推桿操縱。伺服氣室的輸出力也作用在制動(dòng)主缸活塞上，以助踏板力不足。 制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置的作用是調(diào)節(jié)制動(dòng)力分配特性，擴(kuò)大前軸車輪先抱死的附著系數(shù)范圍值，盡可能避免后輪先抱死。制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置大多裝在后輪制動(dòng)管路中，當(dāng)前輪制動(dòng)接前輪制動(dòng)器 接發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管 接后輪制動(dòng)器 制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu) 第二章 液壓制動(dòng)系概述 10 管壓增長(zhǎng)到一定程度后，它自動(dòng)限制或節(jié)制后輪制動(dòng)管路壓力的增長(zhǎng)。轎車和中小型客車的液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置大都采用比例閥實(shí)現(xiàn)。 在汽車進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)主缸輸出 到前輪與后輪的管路壓力同時(shí)增長(zhǎng)，當(dāng)增長(zhǎng)到一定壓力值時(shí)，也就是比例閥起節(jié)壓作用的起始點(diǎn)，比例閥進(jìn)入工作狀態(tài)。此后，當(dāng)制動(dòng)主缸及前制動(dòng)管路壓力繼續(xù)增長(zhǎng)時(shí)，后制動(dòng)管路壓力仍可隨之增長(zhǎng)，但其增長(zhǎng)量小與前制動(dòng)管路壓力，以達(dá)到調(diào)節(jié)制動(dòng)力分配特性的目的。 前、后輪制動(dòng)器是液壓制動(dòng)系統(tǒng)中最主要的部件，其作用就是產(chǎn)生制動(dòng)力矩將汽車車速減低或使汽車停住。在轎車和中小型客車中的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式，一般前輪為盤(pán)式制動(dòng)器、后輪為鼓式制動(dòng)器。其中，轎車的盤(pán)式制動(dòng)器大都為浮鉗式，客車的盤(pán)式制動(dòng)器大都為固定鉗式。它們的鼓式制動(dòng)器大都采用帶雙向 、單向自增力自動(dòng)定心浮動(dòng)支銷式或不帶自增力自動(dòng)定心浮動(dòng)支銷式。目前，國(guó)內(nèi)外的汽車上采用的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式很多，但應(yīng)用在轎車和中小型客車上的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式也就是以上提到的幾種。 圖 汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)示意圖 4. 前車輪制動(dòng)器 7. 后車輪制動(dòng)器 由一系列組好的制動(dòng)部件組成的液壓制動(dòng)系統(tǒng)，如圖 。它不一定具有好的制動(dòng)性能，具有好的制動(dòng)性能的液壓制動(dòng)系統(tǒng)必須經(jīng)制動(dòng)部件的匹配設(shè)計(jì) 。這就是研究汽車液壓制動(dòng)系計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析軟件系統(tǒng)的目的。液壓制動(dòng)系計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析軟件系統(tǒng)主要功能要求為：（ 1）確定汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案（ 2）根據(jù)轎車和中小型客車的整車參數(shù)，對(duì)液壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行工程分析與匹配設(shè)計(jì)。（ 3）確定液壓制動(dòng)系統(tǒng)中零部件結(jié)構(gòu)后，可自動(dòng)或半自動(dòng)分析和計(jì)算各零部件的尺寸參數(shù)，設(shè)計(jì)出零部件工作圖。（ 4）對(duì)汽車制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，利用電子計(jì)算機(jī)模擬汽車制動(dòng)系統(tǒng)的行車制動(dòng)能力。 接發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 11 汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分解模型 汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)不斷反饋、由粗到精的迭 代求解過(guò)程。在設(shè)計(jì)中有許多不確定因素。這就決定了不可能完全由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析系統(tǒng)自動(dòng)作出決策，應(yīng)該采用交互式的設(shè)計(jì)方式，將系統(tǒng)無(wú)法決定的問(wèn)題由用戶來(lái)決策，因此，需要對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行合理分解，根據(jù)本章概述中關(guān)于制動(dòng)系統(tǒng)的組成裝置及其功能的分析，對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行問(wèn)題的歸約和層次規(guī)劃，使液壓制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)分解為簡(jiǎn)單的子任務(wù)。一個(gè)具有搜索功能的液壓制動(dòng)系統(tǒng)求解模型的分解如圖 所示。 圖 搜索液壓制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案問(wèn)題歸約 據(jù)設(shè)計(jì)問(wèn)題的分解和歸約，可以制定設(shè)計(jì)規(guī)劃。設(shè)計(jì)規(guī)劃實(shí)際上是將所要求解的設(shè)過(guò)程按有序的過(guò)程建立行動(dòng)集合，至于對(duì)每一個(gè)求解步驟采用何種設(shè)計(jì)行為，則由對(duì)象中的方法或規(guī)則的推理結(jié)合決定。對(duì)應(yīng)于問(wèn)題歸約圖，設(shè)計(jì)規(guī)劃可看成它的特殊搜索過(guò)程，與歸約自頂向下的方式不 同，設(shè)計(jì)規(guī)劃往往是自地向上的。圖 所示的分解模型為液壓制動(dòng)系統(tǒng) 方案設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)的構(gòu)造及參數(shù)設(shè)計(jì)與校核計(jì)算提供了依據(jù)。 汽車 液壓制動(dòng)系統(tǒng) 供能裝置 控制裝置 驅(qū)動(dòng)裝置 制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置 制動(dòng)器 杠桿機(jī)構(gòu) 駕駛員 踏板 真空助力器 比例閥 前輪與后輪 制動(dòng)主缸 控制閥 感載式 非感載式 盤(pán)式制動(dòng)器 鼓式制動(dòng)器 浮鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 固定鉗式盤(pán)式制動(dòng)器 領(lǐng)從蹄自動(dòng)定心浮銷式 帶雙向自增力自動(dòng)定心浮銷式 帶單向自增力自動(dòng)定心浮銷式 真空伺服氣室 第三章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 12 第三章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 在汽車的總布置參數(shù)及汽車制動(dòng)系統(tǒng)各部件的結(jié)構(gòu)形式，匹配關(guān)系確定之后，即可參考已有的同等級(jí)的汽車的同類制動(dòng)系統(tǒng)，初選制動(dòng)系統(tǒng)的主要部件的主要參數(shù)，并據(jù)以進(jìn)行各部件結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行各項(xiàng)制動(dòng)性能的計(jì)算、分析、評(píng)價(jià)。根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行必要的修正，直到基本性能參數(shù)滿足要求為止。 汽車前后車輪制動(dòng)力理想分配設(shè)計(jì)計(jì)算原理 汽車制 動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)汽車前后車軸制動(dòng)器制動(dòng)力的分配、載荷情況及道路附著系數(shù)等因素，在制動(dòng)器制動(dòng)力足夠時(shí)，可能出現(xiàn)如下三種情況： 1)前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑； 2)后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑； 3)前后輪同時(shí)抱死拖滑；由汽車在制動(dòng)過(guò)程中的方向穩(wěn)定性可知，情況 1)是穩(wěn)定工況，但在制動(dòng)時(shí)汽車喪失轉(zhuǎn)向能力，附著條件沒(méi)有充分利用；情況 2)汽車后軸可能出現(xiàn)側(cè)滑，是不穩(wěn)定工況，附著利用率也低；而情況 3)可以避免汽車后軸側(cè)滑，同時(shí)前轉(zhuǎn)向輪只有在最大制動(dòng)強(qiáng)度下才使汽車失去轉(zhuǎn)向能力，較之前兩種工況，附著條件利用情況較好，此 時(shí)的前、后輪制動(dòng)器對(duì)汽車前、后輪制動(dòng)力 1uF 和 2uF 的關(guān)系曲線，常稱為前后制動(dòng)器制動(dòng)力理想的分配曲線。 通過(guò)給出的整車參數(shù)汽車總重量或總質(zhì)量 mgGa? 、軸距 L 、汽車重心至前、后軸的縱向距離 1L 、 2L ，汽車重心高度 gh 。根據(jù)汽車在制動(dòng)狀態(tài)相關(guān)理論，計(jì)算出前后輪同步抱死的制動(dòng)工況下的各軸理想制動(dòng)力。再以附著系數(shù) ? 為參變量，輸出前、后軸制動(dòng)周緣力的理想關(guān)系曲線。在汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配的比例將影響到汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性和附著條件利用程度，所以設(shè)計(jì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)必須妥善考慮這一問(wèn)題。 基本原理： 根據(jù)汽車在水平路面上制動(dòng)時(shí)的受力情形。如圖 所示，推導(dǎo)出前、 后輪制動(dòng)器制動(dòng)力 1uF 和 2uF 的關(guān)系式。在此計(jì)算中，忽略汽車的滾動(dòng)阻力偶矩、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力偶矩、制動(dòng)時(shí)車輪邊滾邊滑過(guò)程。 并假設(shè)制動(dòng)力 1uF 和 2uF 能在同一瞬間達(dá)南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 13 到各該軸的附著力 1?F 和 2?F 的數(shù)值，則前、后輪制動(dòng)器同步抱死滑移，這時(shí)總制動(dòng)力和減速度達(dá)到最大值。 圖 制動(dòng)時(shí)的汽車受力圖 由圖 ，對(duì)前、后車輪接地 點(diǎn)取力矩得： （ ） 式中： 1Z ─地面對(duì)前輪的法向反作用力；（ N） 2Z ─地面對(duì)后輪的法向反作用力；（ N） L — 汽車前、后軸間距離；（ mm） 1L ─汽車重心至前軸的縱向距離；（ mm） 2L ─汽車重心至后軸的縱向距離；（ mm） m ─汽車質(zhì)量；（ Kg） gh ─汽車重心高度；（ mm） j ─汽車減速度；（ m/s2） Ga — 汽車總重力；（ N） g — 重力加速度；（ m/s2） 由式（ ）可求得地面法向反作用力為： aG FB1 Fj hg Ga FB1 FB2 L1 L2 L Z1 Z2 地面 ??? ?? ??ggmjhGaLLZ mjhGaLLZ1221第三章 制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算 14 （ ） （ ） 根據(jù)假設(shè)條件，汽車前、后制動(dòng)器同步抱死滑移，若在不同附著系數(shù)的路面上，此時(shí)地面對(duì)汽車的摩擦阻力（制動(dòng)力） 21 BBB FFF ?? 將于附著力 ?F 相等，（ ? ──道路附著系數(shù)）于是得： （ ） 由圖 可知， mgGamjFB ?? , 代入式（ ）得： gj ?? （ ） 將式（ ）代入式（ ）和式（ ）得： （ ） （ ） 同理，由假設(shè)條件，在不同附著系數(shù)的路面上，汽車前后制動(dòng)同步抱死滑移則有：前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力之和 uF 等于附著力 ?F ，并且前、 后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分別等于各自的附著力，于是得： （ ） 式中： 1uF — 前制動(dòng)器對(duì)前輪的制動(dòng)力；（ N） 2uF — 后制動(dòng)器對(duì)后輪的制動(dòng)力；（ N） 由式（ ）代入式（ ）和式（ ）得出 : )()(1221jghLLGaZjghLLGaZgg?????? GaFFB ??)()(1221gghLLGaZhLLGaZ??????????????????221121ZFZFGaFFuuuu南京工業(yè)大學(xué)學(xué)士論文 15 ???????????????LGaGLLGaGLLLLGGGa1221212